กาแล็กซีทางช้างเผือก หรือ Milky Way Galaxy ซึ่งเป็นกาแล็กซีที่โลกของเราอยู่นั้นเป็นกาแล็กซีชนิดกังหันมีคาน หรือ ก้นหอยมีคาน (Barred Spiral Galaxy) หมายความว่ากาแล็กซีของเรามีส่วนที่เป็นเหมือนคานผ่านบริเวณตรงกลางของกาแล็กซี (Bar) โดยที่ปลายของคานนั้นจะเป็นแขนกังหันหมุนวนคล้ายก้นหอย จึงเรียกว่ากาแล็กซีก้นหอยแบบมีคาน หรือ กาแล็กซีกังหันแบบมีคานนั่นเอง ลักษณะดังรูป
หลายคนเห็นภาพนี้อาจจะนึกว่ามันคือภาพของกาแล็กซีทางช้างเผือกจริง ๆ แต่ในความจริงแล้วภาพนี้คือภาพจำลอง เพราะถึงกาแล็กซีทางเผือกจะเป็นกาแล็กซีที่เราอยู่ก็ตาม เราไม่เคยมีรูปที่เป็นรูปถ่ายแบบทั้งกาแล็กซีของกาแล็กซีทางช้างเผือกเราจึงไม่รู้โครงสร้างโดยรวมของมันอย่างชัดเจน เหตุผลก็คือการที่โลกอยู่ข้างในทางช้างเผือก หมายความว่าถ้าเราถ่ายรูปกาแล็กซีทางช้างเผือกเราก็จะเห็นข้างในของมันอย่างเดียว แต่ไม่เห็นข้างนอก
คล้ายกับการที่เราถ่ายรูปวัตถุ ๆ อะไรใกล้ ๆ หากไม่ถอยมามากพอ ก็จะไม่เห็นรายละเอียดทั้งหมดของวัตถุ แต่เห็นเพียงบางส่วนเท่านั้น ลักษณะเดียวกันกับการถ่ายรูปโลกจากสถานีอวกาศนานาชาติกับการถ่ายรูปโลกจากดวงจันทร์ที่เห็นรายละเอียดต่างกัน ถ้าเราอยากจะเห็นรูปของกาแล็กซีทางช้างเผือกทั้งกาแล็กซีจริง ๆ เราจะต้องส่งยานไปให้ห่างพอจึงจะทำได้ ซึ่งด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน ยังเป็นไปไม่ได้เพราะแม้แต่ยานอวกาศของมนุษยชาติที่เดินทางไปไกลที่สุดอย่าง Voyager 1 ก็ยังอยู่ในทางช้างเผือกอยู่
นอกจากนี้การศึกษาโครงสร้างของกาแล็กซีเองยังเป็นไปได้ยากเนื่องจากโลกของเราอยู่ในระนาบของแขนกังหันกาแล็กซี (Galaxy Spiral Arm) หากจะถ่ายรูปของดาวอีกฟากเราก็จะต้องถ่ายรูปที่ติดดาวในระนาบทั้งหมดมาด้วย อารมณ์เหมือนยืนอยู่กลางสยาม แต่ต้องถ่ายรูปดอยที่เชียงใหม่ ก็จะมีตึกมีภูเขามีเมฆอะไรต่าง ๆ ติดมามากมาย
ถึงจะยาก แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าเป็นไปไม่ได้ เพราะข้อมูลล่าสุดจากการวิเคราะห์ข้อมูลโครงสร้างของกาแล็กซีทางช้างเผือกพบว่ามีส่วนหนึ่งของแขนกังหันกาแล็กซีที่มีโครงสร้างผิดปกติไป
อ้างอิงจากงานวิจัย A high pitch angle structure in the Sagittarius Arm ซึ่งใช้ข้อมูลจากกล้อง Spitzer Space Telescope ก่อนการปลดระวางในปี 2020 ศึกษาส่วนของกาแล็กซีทางช้างเผือกที่เรียกว่า “Sagittarius Arm” ซึ่งเป็นแขนกังหันที่อยู่ถัดไปจากแขนกังหันที่โลกเราอยู่ชื่อ “Scutum Arm” โดย Spitzer ใช้การสังเกตการณ์ช่วงคลื่นแสง Infrared ที่สามารถทะลุเมฆฝุ่นต่าง ๆ ในกาแล็กซีได้ (แสงที่มองเห็นได้ ส่วนใหญ่จะถูกบัง) เพื่อศึกษาดาวเกิดใหม่ กลุ่มแก๊สและฝุ่น (Nebulae)
จากการศึกษาโดยนักดาราศาสตร์พบว่ามีส่วนหนึ่งของดาวเกิดใหม่และกลุ่มแก๊สเนบิวลาที่แตกกระจายออกไปจากแขนกังหันของกาแล็กซี ยื่นออกไปจากตัวแขนยาวกว่า 3,000 ปีแสง เรียกว่า “Spiral Arm Break”
ปกติแล้วดาวเกิดใหม่และเนบิวลาเหล่านี้จะเรียงตัวกันอยู่ในแขนกังหันอย่างใกล้ชิด ข้อมูลจาก Gaia Mission ของ ESA ซึ่งวัดระยะทางของดาวฤกษ์ด้วยความแม่นยำสูงนั้นพบว่ากลุ่มดาวและแก๊สเหล่านี้คือดาวเกิดใหม่อายุน้อย เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่า ๆ กันไปในทิศทางเดียวกัน หมายความว่าตอนนี้กาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามีเนื้องอกยาวกว่า 3,000 ปีแสงอย่างถาวร
วงกลมมี Pitch Angle ที่ 0 องศา ส่วน Pitch Angle ของกาแล็กซีกังหันนั้น คือ มุมระหว่าง Tangent ของแขนกังหันกับวงกลม ซึ่งโดยปกติแล้วกาแล็กซีกังหันอย่างกาแล็กซีทางช้างเผือกมี Pitch Angle ของ แขนกังหันอยู่ที่ 12 องศา แต่ในโครงสร้างดาวที่แปลกประหลาดทอดยาวออกมากว่า 3,000 ปีแสงนั้น มี Pitch Angle มากถึง 60 องศา
นอกจากนี้ยังมีบางส่วนของกาแล็กซีทางช้างเผือกที่งอกออกมาจากแขนกังหันของกาแล็กซี ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกกันว่า “Spurs” หรือ “Feathers” ทำให้ทุกวันนี้เราก็ยังไม่แน่ใจว่าแขนกังหันกาแล็กซีของเรามัน Smooth หรือมีส่วนของแขนกังหันแปลก ๆ แบบนี้เต็มไปหมด
และมาจนถึงตอนนี้เราก็ยังไม่รู้ว่าเหตุใดกาแล็กซีถึงก่อตัวกันเป็นกังหันหรือก้นหอยเหมือนอย่างกาแล็กซีทางช้างเผือก และถึงแม้เราจะไม่สามารถเห็นกาแล็กซีทางช้างเผือกทั้งกาแล็กซีได้จากโลก แต่การศึกษาการเคลื่อนที่ของดาวต่าง ๆ ในกาแล็กซีก็ช่วยให้เราสามารถพอคาดเดาโครงสร้างของกาแล็กซีได้นั่นเอง เช่น การก่อตัวของดาวในพื้นที่เดียวกัน, แรงที่กระทำต่อกลุ่มดาวกลุ่มหนึ่ง, แรงจากการหมุนรอบตัวเองของกาแล็กซี และอื่น ๆ
เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO
อ้างอิง
Astronomers Find a ‘Break’ in One of the Milky Way’s Spiral Arms
